『壹』 地貌學法
雖然地表的地貌形態是內外力地質作用的綜合結果,但新構造運動起決定性因素,因此地貌往往可以直接或間接地反映出新構造運動的特徵。新構造運動對地貌形成的影響有兩種情況: 一是由新構造運動及地層的變位和火山活動等直接形成地貌; 另一種是由於新構造運動控制、影響各種外力地質作用而形成的地貌。因此,可通過分析地貌特點及組合關系來研究新構造運動的性質。下面介紹幾種常見的地貌分析研究新構造運動的方法。
1. 河流地貌研究
河流地貌研究主要包括水系格式和河道變遷、河床縱剖面、河流階地等方面的內容。其中,河流階地是研究新構造運動的一種很好的標志,能明顯反映研究區新構造活動面貌。
河流階地橫剖面研究 河流階地橫剖面,也稱河谷橫剖面,就是在河谷的某一地點,在垂直河谷延伸方向上橫切一個剖面,把各級階地投影到剖面上就形成河谷橫剖面。在河流階地橫剖面上,可研究河流階地的類型、切割深度和沉積層的厚度,而這些能很好地反映新構造運動的特徵。階地是指示新構造運動階段性和間歇性的良好標志,每一級階地都顯示了構造運動從穩定到抬升或下降的過程。在階地類型上,侵蝕階地和基座階地通常反映新構造運動的抬升運動比較強烈,而堆積階地指示的抬升運動相對比較弱; 階地距河水面的高度,反映了河流的切割深度,河流切割深度受新構造運動控制,新構造運動抬升幅度越大,河流切割深度就越大;沉積層厚度的大小也可以反映地殼穩定時間的長短,地殼穩定時間越長,河流堆積物厚度也越大。需要指出的是,在分析構造運動幅度時,應該注意岩性變化、氣候、水文等對階面高度和沉積層厚度的影響,只有扣除這些影響後,所得結果才能真正反映新構造運動的特徵。階地的形變是研究階地形成之後的構造運動特徵。這種形變可以通過河谷兩岸階地的對比來實現,如兩岸同級階地的高度不一致,或一岸有階地而另一岸則無。
河流階地縱剖面研究 根據若干階地橫剖面資料,沿河谷從上游到下遊方向,作階地縱剖面(階地位相圖),是研究新構造運動的一種常見的方法。階地位相圖反映的是新構造運動在空間和時間上的變化情況。在階地位相圖上,某一地點的各級階地高差變化反映的是該地點不同時期新構造運動特徵; 同一級階地在不同地點的高度變化指示的是同一時期不同地區新構造運動特徵。
2. 洪積扇研究
新構造運動對洪積扇的發展、形態及結構有很大影響(圖 13-14)。間歇性上升,使洪積扇頂點向山外遷移,形成串珠狀洪積扇; 構造運動不均勻地掀斜,可以造成洪積扇偏轉; 走滑斷層使洪積扇變形或遷移; 下降地區堆積作用加強,老洪積扇頂點不久就會被新的洪積物掩埋。需要指出的是,由於山前活動斷裂的影響,不同河道的洪積扇頂點往往呈直線或近於直線展布,有時斷裂活動可使洪積扇與河道產生水平錯位。
圖 13-14 洪積扇遷移示意圖(引自北京大學 《地貌學原理》,1965)
3. 岩溶地貌研究
岩溶地貌對新構造運動的意義,主要表現在如下兩個方面。
一是層狀溶洞的研究。地殼穩定,地下水長期溶蝕,可在飽水帶內形成溶洞; 地殼上升,已形成的溶洞抬高,河流下切,地下水位降低,在地殼穩定條件下又可形成較低的溶洞。因此,層狀溶洞是地殼上升的標志。如四川省興文縣的多層溶洞至少可以劃分為 4 層。
二是岩溶期和岩溶地貌組合的研究。岩溶期是指在地質歷史時期中經歷了強烈岩溶化的時期,往往和某階段的地殼運動穩定時期相適應。崔之久(1981)利用青藏高原上的古岩溶地形分析了青藏高原的隆起幅度。青藏高原岩溶地形可分為 3 層,每一岩溶層分布的高度是中心高,向四周降低。這說明在高原整體抬升的背景下,為拱形隆起。
4. 夷平面研究夷平面是指在地殼運動相對穩定時期,由於外力長期的夷平作用,如流水、湖蝕、寒凍風化等,夷平了由構造運動所創造的崎嶇起伏的地形和構造面,形成向侵蝕基準面趨近的平緩起伏的地形,後又被構造運動抬升切割形成的殘留面。
夷平面一般具有如下幾個特點: ①在沒有變形的情況下,同級夷平面的高差不大; ②分布世老廣泛,可達數百至數千平方千米; ③同級夷平面有相似的地形形態和地貌組合形態; ④夷平面上有相應的堆積物。
根據夷平面研究新構造運亂橘動,首先要根據大量事實,准確地確定夷平面。然後分別測量各級夷平面的高度,圈定各級夷平面的分布范圍,確定夷平面的時代。夷平面的年代確定一般採用內插法、相關沉積法和區域對比法等。根據同級夷平面的高度搜陪升變化,分析同級夷平面的變形和變位,可以了解從形成該級夷平面的時代至今,該區新構造運動的類型和特徵。夷平面的變形類型大體分為平面變形、拱形變形、掀斜變形和斷裂變位四種類型。
與夷平面發育的同時,在夷平面上常發育良好的風化殼,在熱帶和亞熱帶地區尤其普遍。經常可以在數千米的高山上保存古紅土型風化殼殘余。這些古風化殼殘余對確定夷平面的存在及其形成年代的確定具有重要意義。
5. 海岸地貌研究
通過海岸帶的類型、古海岸線的位置等海岸地貌的研究來探討新構造運動有重大意義。標志海岸上升的地貌包括海蝕穴、海蝕台、海積台等海岸地貌,砂壩由陸至海高度逐漸降低。在海岸下沉地區,標志下沉的地貌有水下階地和溺谷,海底古風化殼,沉溺的海灘岩。
『貳』 河流階地的成因及研究意義
一 有關河流階地的成因
以下論述首先把河流階地分為兩大類:河蝕旋迴階地與非河蝕旋迴階地,並著重指明前者是由於河流的侵蝕-堆積-再侵蝕作用這樣一個河流侵蝕旋迴過程形成的。其結果使谷底升高於河水面之上,成為階地地形。而引起河蝕旋迴的基本動力是河流活力的變化(河流活力與悶舉流速的平方和流量的乘積的半數成正比,與輸沙量成反比),而導致河流活力變化的根本原因,有新構造因素、氣候因素、河流襲奪或改道等。至於非河蝕旋迴階地,則由於岩石性質與產狀,兩次河曲的重復擺動,山溪、洪流在主河兩側的沖積錐、洪積扇堆積等所造成,它不是受河流活力增強而引起,也就是說它不是河流侵蝕旋迴過程的反映。
(一)棚罩祥河蝕旋迴作用所形成的階地
河蝕旋迴階地是由於河流的侵蝕、堆積和再侵蝕作用而形成。它反映河流作用和河谷發育的幾個階段。首先是侵蝕作用形成了河谷,隨著河流的旁蝕作用和堆積作用的進行而形成河床侵蝕面及河床堆積物和漫灘堆積物。以後又由於河流向下侵蝕的加強,河流進一步切入原來的河床或漫灘並力圖在更低處開辟新的河道,所以過去的河床和漫灘就高出於河水面之上而成為階地。因此階地面代表河流旁蝕過程和堆積過程,而斜坡則代表河流的向下侵蝕過程。前者代表河流作用的相對穩定時期,即形成寬廣的谷底;後者代表河流作用的相對不穩定時期,又重新恢復向下侵蝕作用。上述河流的旁蝕、堆積與再度侵蝕下切作用的轉化是受河流活力與阻力的對比變化關系所決定的。
在此僅就河蝕旋迴階地的各種成因因素分別地予以分析。
1.新構造運動
在河流流域內或河流流路上發生新構造拾升運動(如背料式撓曲或沿斷層作翹起上升),則在河流縱剖面上坡度增大,河流向下侵蝕作用增強,使原來的河床、漫灘泛濫平原抬升而成為階地。另外,在河流侵蝕基準面附近或河流下游地區,如發生新構造運動的撓陷作用,並因侵蝕基準面下降後河口地段新出露的河床縱剖面坡度較原來增大,則在鏈搏河流下游一定地段內流速增大,河流又恢復向下侵蝕作用,形成階地。
此種河流階地,往往與河流縱剖面上的旋迥裂點相對應。在裂點以下,因河流已發生向下侵蝕作用,就有階地形成。在裂點以上,則因河流尚未發生向下侵蝕作用,就沒有階地形成。裂點代表重新恢復向下侵蝕作用的頂點,亦即由於活力增強所發生的溯源侵蝕的頂點。
2.氣候因素
氣候的變化也十分顯著的影響到河流活力的增大或減小。氣候變化主要是通過雨量(干、濕)和熱量(冷、暖)變化所引起的,並導致河流侵蝕、堆積狀況的差異。氣候上的熱量、水分變化是相互制約的不可分割的。但為了敘述方便也還是分別地予以討論。
(1)干、濕氣候變化所發生的影響
氣候由濕潤變為乾燥時,對河流活力的影響發生兩種不同情況。一方面由於雨量大減,地表徑流減少,河流流量減小,則河流活力亦隨之變小,河流則發生堆積作用。另一方面因地表徑流減少,被挾帶到河流中的碎屑物質亦減少,即輸沙量減少,又引起河流活力增大。當輸沙量減少,所引起的河流活力增大,超過因河流流量減少而引起的河流活力減小的情況時,則河流恢復向下侵蝕作用,形成階地。反之,如果輸沙量減少所引起的活力增大,不足以抵消和補償由於流量減小而引起活力減小的情況時,則河流無力侵蝕河床,主要表現為堆積作用。
此外,由於氣候變干,也可影響到流域內植物衰亡、地表剝蝕作用加強,進入河流的碎屑物質增多,輸沙量增大,引起河流活力減小。在這種情況下,流量的減少和輸沙量增大都促使河流活力變小,因而河流堆積強烈,成為堆積性河谷。所以在氣候變乾燥的情況下,一般是活力減小發生堆積,但在個別地段也可能發生侵蝕,形成階地。至於究竟是屬於哪一種,則應根據具體情況,深入分析。
氣候由乾燥變為濕潤時,對河流活力的影響也發生兩種不同情況。一方面由於雨量增多,地表徑流增多,河流流量增大,則河流活力亦隨之變大,河流又恢復向下侵蝕作用,形成階地。另一方面因地表徑流增多,被挾帶到河流中的碎屑物質亦增多,即輸沙量增大,又引起河流活力減小。當輸沙量增大所引起的河流活力減小超過因河流流量增大而引起的河流活力增大的情況時,則河流發生堆積作用。反之,如果輸沙量增多所引起的活力減小,不足以抵消和補償由於流量增多而引起活力增大的情況時,則河流仍可恢復向下侵蝕作用,形成河流階地。
此外,由於氣候變濕,也可影響到流域內植物生長的繁茂,地表剝蝕作用減弱,進入河流的碎屑物質減少,即輸沙量減少,從而引起河流活力增大。在這種情況下,流量的增大和輸沙量減少都促使河流活力增大,故河流重新恢復向下侵蝕作用,形成階地。所以在氣候變濕潤的情況下,一般是活力增大,河流恢復向下侵蝕作用,形成階地。但在另一些條件下也可能發生堆積。所以必須分別地根據實際情況考慮流量和輸沙量對河流活力所起的作用。
(2)冷、熱氣候變化所發生的影響
在此所提出的冷熱氣候變化,主要是指第四紀冰期和間冰期。在冰期和間冰期中,不同地區河流的活力發生變化,從而影響到河流的侵蝕堆積作用。冰期時,因氣候嚴寒,大量固體水被禁固在大陸上,大洋水位降低。這對冰川籠罩范圍以外地區的河流侵蝕、堆積過程,發生很大影響。靠近海洋的陸地部分,因侵蝕基準面降低,新露出的海底部分,坡度較河流下遊河床的坡度大,故河流活力增大,發生向下侵蝕作用,形成河流階地。但也可能發生另外兩種情況:侵蝕墓准面下降所出露的原海底部分其坡度如小於河流下遊河床的坡度時(河流在一定距離內發生回水現象)由於河流活力減少,發生堆積作用。如果侵蝕基準面下降所出露的原海底部分其坡度與河流下遊河床的坡度一致時,新出露的原海底部分,其河流活力情況,侵蝕、搬運和堆積情況和原來河流下遊河床的情況一樣。
在距海較遠的河流中、上游地區,在冰緣氣候條件下,寒凍風化和泥流作用強烈,又加上冰川侵蝕搬運來的物質較多,它們都先後地被挾帶至河流中,故河流輸沙量增大。同時由於降水以固體形式降落並被凍結或留滯於地表,故河流流量減少。輸沙量的增多和流量的驟減都引起活力變小,發生堆積作用。於是河谷底部被大量堆積物充塞。
間冰期時,因氣候變為濕熱,大陸上的固體冰雪融解。大量河水流入海洋,故大洋水面升高。濱海的陸地部分遭到海浸,在河流下游發生回水現象。從而使堆積作用增強,河口附近被堆積物充塞。
在距海較遠的河流中、上游地區,在間冰期由於氣候溫暖濕潤,植被生長變好,被挾帶進入河流中的碎屑物減少,輸沙量減少。同時由於固體冰融解成水,注入河流,增加了河流的流量。隨河流恢復向下侵蝕作用,在冰期時堆積於河谷內的物質,相對高出於河面之上成為階地。
3.河流襲奪或改道
河流發生襲奪或改道後,由於襲奪河接受了轉向河(被襲奪河上段)的水量,故流量增大,活力增強,發生向下侵蝕作用。河床相對高起成為階地。
以上三種因素所形成的階地,都是由於河流的侵蝕旋迥作用所形成的,故可稱之為河蝕旋迥階地。其中以新構造運動和氣候因素所形成的階地為最多,且分布最為普遍。
(二)非河蝕旋迴作用所形成的階地
此種階地,雖然也呈現為分布於河流兩側的階梯狀平台地形,但就其成因分析,不是河蝕旋迴作用所形成的。現就其中的幾種,分述如下。
1.岩石性質不同所形成的階地
如河谷兩坡出露水平產狀的岩層,且軟、硬岩相間,交互成層時,則常形成階梯狀平台,可稱之為岩石階地(某些地貌學課本上稱之為構造階地或剝蝕構造階地)。岩石階地的成因,是由於沿谷坡流動的散流或暴流或其他外力剝蝕作用,將松軟的岩石侵蝕剝蝕掉,促使谷坡後退。而水平構造的硬岩則呈平台地形出露在谷坡上,成為平坦的階地地形。如果由幾組軟硬岩組成時,則在河谷中形成數級岩石階地。岩石階地的寬度不等,主要取決於軟岩的被侵蝕剝蝕後退露出的硬岩層理面的寬窄來決定。有時可寬達數千米。岩石階地的前後緣斜坡很陡,有時甚至壁立,其高度常等於一組軟硬岩的厚度。
值得提出的是岩石階地表面,並不代表河流作用相對穩定時期的谷底,而是水平構造硬岩的層理面。
2.沖積錐、、洪積扇階地
來自山區的溪流在注入主流河谷時,在河谷兩側堆積成沖積錐或洪積扇。其前端由於主流的旁蝕作用常形成河曲陡壁,它高出於主流的河灘之上,類似階地。有些迭置的沖積錐或洪積扇,也具有階梯狀特點。其成因或由於山體抬升,或由於主流基準面下降,致使支流切入原來的沖積錐或洪積扇之中,並在其前端再堆積成新的沖積錐或洪積扇。
此外,在山坡谷坡或河岸等地岩體不穩定,常發生泥石流,滑坡或河岸塌方,該地段小
塊岩體在重力作用下滑落、墮落或塌陷在河邊,其頂面平,前緣後緣都界以陡坎,也具有階
地特點。但其沿河伸展的范圍有限。
以上為詳細成因剖析,如需綜合回答的話,如下:
河流階地是河床演變長期效應的表現方式之一, 它的形成和演變主要受到下述因素的影響: ①構造運動: 往往造成河道比降的變化, 影響河流系統中侵蝕、搬運和堆積過程;
②氣候變化: 主要是降水以及與之相關的植被等通過影響河流的水量和含沙量來影響河流過程和河流地貌;
③侵蝕基準面下降: 導致河道比降的增大從而增強河流的下切侵蝕能力;
④河流襲奪: 襲奪後的河流侵蝕加強, 被襲奪的河流的侵蝕減弱;
⑤河曲擺動和岩性差異: 引起差異性水流侵蝕現象;
⑥冰川進退: 引起侵蝕部位以及侵蝕能力的變化。此外, 還有河流支流匯合、滑坡以及泥石流等對河流系統的影響也可以影響到河流階地的演變。
⑦人類活動的影響,如水利工程建設,改變了基準面。
二 研究意義
1 河流階地與地殼形變
國內外學者多年的研究結果表明: 河流階地的形成演變常會受到地殼形變的影響。河流階地常常被斷層錯斷, 類型有: ①單側型: 階地僅發育於斷層的上盤; ②高單側低連續型: 高階地僅發育於斷層上盤的一側, 而低階地在斷層兩側均有發育, 而且上下連續, 沒有錯斷, 表明了該斷層在前期活動, 而到了後期逐漸趨於穩定; ③錯斷型: 階地在斷層兩側的發育級數可一一對比, 但是每級階地均被錯斷,階地的錯距要大於低階地, 反映斷層有多次活動; ④高單側低錯斷型: 高階地僅發育於斷層上盤, 低階地在斷層的兩側都有發育而且均被錯斷, 反映該斷層在前期有強烈的活動, 而在後期斷層仍在活動, 同時在斷層下盤一定范圍內也開始抬升。
河流階地的變形特徵可以反映新構造的活動方式。共和盆地的階地發育主要與區內向南偏東掀斜抬升有關。從共和盆地向上的黃河幹流是通過一級河流襲奪才貫通的, 造成黃河的階地級數向上遊方向遞減。其中自唐乃亥到瑪曲之間的黃河峽谷河段, 是在大約兩萬年前才貫通的。黃河上游的水系變遷, 主要是與黃河上游地區的差異性構造運動有關, 由此引起了黃河的水系的變
動, 反映在黃河上游兩岸的階地上。
正常情況下, 分布在河流河谷中的各級階地面大致和河床縱向平行, 但構造活動的方式和范圍會導致階地發生不同的變形。(1)某地區內地殼大面積均勻上升, 河流普遍下切侵蝕, 在整個流域內都將形成階地。(2)在同一時期內, 如果在一地區地殼上升幅度大, 速度快, 而另一地區上升幅度小, 速度慢, 那麼在上升幅度大的地區, 階地高度將比上升幅度小的地區大。如果上升幅度在河口最大, 那麼階地向上游輻聚。如果上升幅度在河源最大, 則階地的縱剖面向上游輻散。(3)如果同一時期內, 不同地段的構造運動方向不一致, 上升地區形成向上游輻散式階地, 下降區形成埋藏階地。(4)如果河流某段受褶皺構造影響上升, 那麼階地在這一段呈上拱狀, 也反映出褶皺的形態, 同時階地的級數也可能增加。(5)如果活動斷層橫斷河谷, 階地在穿過斷層時會被錯斷, 而不連續。(6)如果斷層還有水平運動, 階地還有水平方向上的錯斷。
2 河流階地與氣候變化
溫度和降水等氣候條件的變化可以引起植被、土壤侵蝕、河流水量和泥沙來源的變化,從而導致河流的沖淤變化, 部分信息可以反映在河流階地上。氣候偏暖濕時, 可使流域植被更加發育, 侵蝕作用趨緩, 被侵蝕物質的平均粒徑趨小; 同時化學風化作用加強, 風化產物顆粒更細, 其中次生粘土礦物含量更高。氣候偏乾冷時, 則情況會相反。河流的下切與穩定的濕熱氣候同期, 河流加積作用發生在由干向濕或者由濕向乾的過渡時期。氣候變化通過流域降水量、植被發育、風化、侵蝕過程等因素的調控, 對各種河流地貌過程和河流沉積物產生重要影響, 可以通過對河流階地沉積的研究反演氣候的變化。海平面變化、冰期- 間冰期演替等都是全球氣候變化的證據。海平面相對上升的時候, 河流中下遊河谷發生溯源堆積;在海面相對下降期間發生溯源侵蝕, 可以形成階地。冰期基準面降低, 河流下蝕能力增強, 階地容易形成。
附上引用資料和參考文獻:
綜合自《地貌學原理》. 楊景春, 李有利編.北京:北京大學出版社, 2001,1~230頁.
《河流地貌學概論》沈玉昌, 龔國元編. 北京·科學出版社, 1986:,56~71頁, 85~153頁.
少量來自網路,地質網路全書及以下文獻資料等。
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望採納,謝~
PS :分是不是太少了,打字很累的說⊙﹏⊙
導語:眾所周知,階地是指地殼上升河流下切形成階梯狀地貌,其特點是表面平坦。那麼,大家清楚河流階地的形成過程是什麼?河流階地是怎麼形成的?下面是我精心准備的內容希望對大家有所幫助!
河流階地的形成過程是什麼
每一級階地由平坦的或微向河流傾斜的階地面和陡峭的階坡組成。一條經歷長期發展過程的河流,兩岸常出現多級階地,由河流河漫灘向谷坡上方,依次命名為一級階地、二級階地、三級階地……。
河流下切侵蝕,原來的河谷底部超出一般洪水位之上,呈階梯狀分布在河穀穀坡上,這種地形稱為河流階地。
階地的形成主要是在地殼垂直升降運動的影響下,由河流的下切侵蝕作用形成的,是地球內外部動力地質作用共同作用的結果。有幾級階地,就有過幾次運動;階地位置,級別越高,形成時代越老。
河流階地簡介
河流下切侵蝕,使原先的河谷底部(河漫灘或河床)超出一般洪水位以上,呈階梯狀分布在河穀穀坡的地形。階地由階地面、階地陡坎、階地的前緣、後緣組成。階地按上下層次分級,級數自下而上按順序確定,愈向高處年代愈老 。階地物質下部為砂礫石,上部為粉砂、粘土,具二元結構 。河流階地是在相對穩定堆積和迅速下切過程中形成的。由於下切侵蝕的條件不同,階地的成因也不相同。主要成因有 :氣候的變化,形成氣候階地;構造運動,形成構造階地;侵蝕基準面的變化;人類活動的影響,如水利工程建設,改變了基準面。
河流階地按組成物質及其結構分為以下4類:①侵蝕階地。由基岩構成,階地面上往往很少保留沖積物。②堆積階地。由沖積物組成。根據河流下切程度不同,形成階地的切割疊置關系不同又可分為:上疊階地,是新階地疊於老階地之上;內疊階地,新階地疊於老階地之內。③基座階地。階地形成時,河流下切超過了老河拆仿遲穀穀底而達到並出露基岩。④埋藏階地。即早期的階地被新階地所埋藏。運用物理、化學、生物、年代學的方法研究階地的級數、結構、年代、成因、分布的規律在科學上與經濟上都有著十分重要的意義。
河流階地的外力作用
水流的側蝕加寬了河道使得流速變慢,河流攜帶的沉積物就在河床發生沉積,在水底堆積滿一層沉積物。後來由於氣候變化、地殼抬升或者侵蝕基準面下降等因素使得水流的下切侵蝕力劇增,這層堆積物被水流切開形成階地坡。水流繼續往下侵蝕,兩側的堆積物就完全露出水面,高過洪水位,形成階地面。然後河流繼續重復側蝕、堆積、下切侵蝕等過程,形成下一個階地。
河流階地的內力作用
地殼抬升使得該地區河流海拔突然升高,在侵蝕基準面沒變的情況下,水流的下切侵蝕力就會劇增,導致階地面露出、階地坡形成。之後地殼間歇性地抬升,河流繼續侵蝕堆積過程,就出現多級階地。
河流階地的流水作用:侵蝕、搬運、堆積。
一、流水侵蝕
1、流水對岩石及其風化物進行破壞,常使其脫落,並離開原地。流水侵蝕作用一般在河流的中上游最為強烈。
2、我們需要掌握的是下切侵蝕和側蝕。
下切侵蝕是垂直於地面向下的侵蝕。海拔越高水流的落差越大、落差越大流速就越快,侵蝕越強烈。下切侵蝕會加深河道,形成V型峽谷。
側蝕作用是垂直於河岸往兩側的侵蝕。在河流的中游地區,當下切侵蝕力減弱時側蝕會較為強烈。側蝕可以加寬河道,形成U型峽谷。
二、流水搬運
流水移動被侵蝕掉的產物,為流水沉積作用提供大量物質。水流的搬運能力主要取決於流速,流速越快,搬運的物質越多,顆粒越粗大。
三大散、流水沉積
當水流流速減弱或遇到障礙物時,旅李將被侵蝕並搬運過來的物質堆積下來。這種作用在河流的下游較為強烈,因為下游水流速度慢,河流無法再把沉積物帶走。比如山前的沖積扇、沖積平原、中下遊河道兩側的河漫灘平原,以及河流入海口的三角洲平原。
『肆』 河流階地有哪些形成原因試述主要河流階地類型的特徵。
河谷中分布於河床兩側谷坡上的,由河流作用形成的高出於一般洪水位之上的階梯狀平坦地形,稱為河流階地。(一)河流階地形成的原因由河流階地的形態要素可以陵正看出,它最主要的是由階地面和階地斜坡兩個地貌面構成,兩個地貌面指示出河流階地的形成必須經歷兩個階段。一個是河流拓寬谷底,形成寬闊河漫灘的時期。另一個是河流強烈下切,使原來的河漫灘高出於一般洪水位之上成為階地的時期。在形成河漫灘時,河流流經地區一般說來構造相對穩定,河流以側蝕作用,沉積作用為主,河流至少處於和接近處於均衡狀態。河流的挾沙力等於或大於河流的含沙量。而河流使河漫灘成為階地的時期,一般是一個不穩定的時期,河流下切占據了十分重要的地位,河流的挾沙力大於河流的含沙量,以至於河流還有剩餘的能量用於對河谷的加深。從以上分析可以看出,上述兩個時期河流作用的性質和負載特徵有著明顯的差異,河流能否形成階地取決於河流作用的性質和負載特徵能否發生變化,特別是負載特徵能否發生變化。河流負載特徵的變化又取決於河流含沙量,水量和比降的變化。能改變河流含沙量,水量和比降的因素主要是氣候變化、構造活動、基面升降、流域環境的變化和河流系統本身的波動。一般來說河流流域環流的重大改變主要受氣候變化和構造運動的控制。故能改變河流負載狀況和河流作用性質,進而形成階地的因素主要是構造運動、氣候變化、基面升降和河流系統本身的波動。1、構造運動 構造運動形成階地主要是通過構造抬升或下降改變河流比降來完成的。在構造相對穩定時期,河流在均衡條件下形成寬闊的河漫灘,在強烈構造抬升時期河流下切形成階地。地殼運動不是持續進行的,它具有旋迴性,多級構造抬升的結果是形成多級階地。多級階地的形成導致河道橫剖面呈階梯狀地形。同一時代階地沿河分布,即河流階地高度在河流縱剖面上的連線稱河流階地位相圖。多級階地在河流縱剖面上表現為一束階地,稱階地束。構造運動的性質與強度是有差異的,故河流階地形態上的表現也有相互不同。下面簡要介紹幾類構造活動類型形成的階地在河流縱剖面上的表現:①整體抬升②掀斜抬升,可分兩類:A 向河流上游的掀斜抬升 B 向河流下游的掀斜抬升③拱曲型抬升④斷裂抬升2、氣候變化 由於氣候變化造成河流相對負載的變化形成的階地稱氣候階地。氣候變化有兩種類型:干濕變化和冷暖變化,它們都可以造成河流負載的相對變化。在第四紀研究中 干濕變化表現為:雨期 間雨期冷暖變化表現為:冰期 間冰期在我國季風氣候條件下,第四紀氣候變化表現為冰期與間雨期同時,氣候乾冷,河流含沙量增加,水量減少,好巧發生堆積;間冰期與雨期同時,氣候暖濕,河流水量增多,含沙量減少,河流下切。在這種周期友汪鍵性氣候作用下形成階地。河流在氣候影響下發生堆積,其堆積過程在河流縱剖面上各段的分布是不均勻的,在乾冷時期,河流中游地區堆積物的厚度最大。當暖濕時期到來後,河流下切,形成階地在河流中游一般來說較高,而向河流上游和下游則逐漸尖滅。這個氣候階地在河流縱剖面的表現猶如彈弓之弦,故又稱弦狀階地。氣候階地因為是河流在乾冷時期泥沙含量增加和水量減少造成的,是一種加積過程,故該類階地在階地類型上多表現為堆積階地,階地的河流沖積物一般較厚,磨圓度差,分選也不太好,因小尺度的氣候變化,沖積物多含有多個粗細相間的層狀結構。沖積物的厚度一般超過了河流沖積物的正常厚度。這是研究氣候階地的重要特徵。對於入海的大的河流來說,河流階地的成因更復雜一些。在乾冷時期,河流的上游一般發生堆積,而下游由於海面的降低則發生侵蝕形成階地。而在暖濕時期河流上游侵蝕形成階地,而下游地區由於海面的上升而發生堆積。這樣河流階地在縱剖面上表現為剪狀形態,稱為階地剪。3、基準面的變化 當河流基準面下降,新出露的部分坡度大於河流比降時,河流要發生溯源侵蝕。溯源侵蝕所到達的地區在河流縱剖面上表現為比較突然的增加,這樣的一個點稱為裂點。在裂點以下,由於河流的下切,原來的河漫灘出露形成階地。4、河流系統的復雜響應 Schumm根據河流階地形成過程的室內模型試驗研究。認為基面的一次下降可以形成兩級階地。首先當基面下降,河流發生溯源侵蝕,使原來的河漫灘出露成為階地。隨著溯源侵蝕的發展,各支流輸送到幹流中的泥沙量在增加,使河流系統本身超過了其挾沙能力,它將再次發生堆積,河床展寬,出現分汊,形成較寬的河漫灘。當河流的溯源侵蝕趨於完成後,河流的干支流都建立新的平行剖面後,來沙量又趨於減少,於是在堆積層中再度發生下切,導致第二各階地的形成。後一個階地的形成是河流系統本身對基面下降的一個復雜響應,故稱河流系統的復雜響應階地。(二)河流階地類型及特徵河流階地有許多種分類方法,這里簡單介紹兩類:A 河流階地的組成結構分類:1、侵蝕階地 階地主要由基岩組成。其上很少或沒有河流沖積物覆蓋2、基座階地 階地由兩類物質組成,上部為河流沖積物,包括河床相沖積物和河漫灘相沖積物,下部為基岩。這說明河流的下切強度較大,超過了河流的堆積。一般是由構造運動引起的,是一種構造成因的階地。3、嵌入階地 階地仍是由兩部分物質組成,上部為河流相堆積物,下部為基岩。但是,下部的基岩常常由於下一級階地的沖積物或河漫灘物質所掩蓋。4、堆積階地 階地僅有河流相沖積物組成。根據河流下切深度的不同又可分為兩類: ①內迭階地 形成階地的下切與堆積沖積物前的下切基本相同① 上跌階地 形成階地的下切小於沖積物堆積前的下切深度,沒有切穿沖積物堆積階地的堆積物厚度一般比較候,超過了河流沖積物的正常厚度,一般由氣候變化引起。5、埋藏階地 埋藏在地下的階地稱為埋藏階地B 根據階地面形成時的水動力狀況的分類:1、侵蝕狀態階地 階地面形成時水動力狀況以侵蝕為主,沖積物厚度薄,粒徑粗大,以河床相為主,河漫灘相不發育,階地的縱向坡度大。河流階地的形成是因為侵蝕更強,河流下切加劇造成的。2、均衡狀態階地 階地面形成時期,河流處於均衡狀態。河床相與河漫灘相均很發育,沖積礫石的磨圓及分選均好,沖積物的厚度在沖積物的正常范圍內。階地的形成是因為均衡被打破,河流下切能力增強的緣故。3、加積狀態階地 階地面形成時期,河流以堆積為主,沖積物厚度大,特別是河床相沖積物的厚度大,沖積物含有多個粗細韻律層,分選和磨圓較差。階地的形成是河流由加積狀態恢復到均衡狀態的產物。
『伍』 河流階地是怎麼形成的
河流階地是在地殼的構造運動與河流的侵蝕、堆積作用的綜合作用下形成的。當河漫灘、河谷形成之後,由於地殼上升或侵蝕基準面相對下降,原來的河床或河漫灘遭受下切,而沒有受到下切的部分就高出於洪水水位之上,變成階地,於是河流又在新的平面上乎銀下切河床。此後,當地殼構造運動處於相對穩定期或下降期時,河流縱剖面坡度變小,灶睜流水動能減弱,河流下蝕作用變弱或停止,側蝕和沉積作用增強,於是又重新擴寬河谷,塑造新的河漫灘。
在長期的地質歷史過程中,若地殼發生多次升降運動,則引起河流侵蝕與堆積交替發生,從而在河谷中形成多級階地。
一般可以將其分為下列三種主要類型:侵蝕階地、侵蝕-堆積階地、堆積階隱頃歲地(他又分為上迭階地和內迭階地)。
『陸』 河流階地有哪些類型
①侵蝕階地。由基岩構成,階地面上往往很少保留沖積物。
②堆積階地。由沖積物組成。根據河流下切程度不同,形成階地的切割疊置關系不同又可分為:上疊階地、內疊階地。
③基座階地。階地形成時,河流下切超過了老河穀穀底而達到並出露基岩。
④埋藏階地。即早期的階地被新階地所埋藏。
(6)研究河流階地方法擴展閱讀
河流返譽階地的作用:
河流是自然界物質循環和能量流動的重要通道,在生物圈的物質循環中起著重要作用。沒有河流的紐帶作用,各種生態系統就無法交流。河流為河流內以至流域內和近海地區的生物提供營養物,為它們運送種子,排走和分解廢棄物,並以各種形態為它們提供棲息地。
使河流成為多種生態系統生存和演化的基本保證條件。這就是肆肆河流系統的生態功能。河流系統的生態功能主要包括棲息地功能、通道作用、過濾漏雹段和屏蔽作用、源匯功能等。
『柒』 什麼叫河流階地
河流下切侵蝕,使原先的河谷底部(河漫灘或河床)超出一般洪水位,呈階梯狀分布在河穀穀坡的地形。階叢耐地由階地面、階地陡坎、階地的前緣、後緣組成。階地按上下層次分級,級數自下而上按順序確定,愈向高處年代愈老。階地物質下部為砂礫石,上部為粉砂、粘土,具二元結構。河流階地是在相對穩定堆積和迅速下切過程中形成的。由於下切侵蝕的條件不同,階地的成因也不相同。主要成因有:氣候的變化,形成氣候階地;構造運動,形成構造階地;侵蝕基準面的變化;人類活動的影響,如水利工程建設滲中春,改變了基準面。
河流階地按組成物質及其結構分為以下4類:①侵蝕階地。由基岩構成,階地面上往往很少保留沖積物。②堆積階地。由沖積物組成。根據河流下切程度不同,形成階地的切割疊置關系不同又可分為:上疊階地,是新階地疊於老階地之上;內疊階地,新階地疊於老階地之內。③基座階地。階地形成時,河流下切超過了老河穀穀底培姿而達到並出露基岩。④埋藏階地。即早期的階地被新階地所埋藏。運用物理、化學、生物、年代學的方法研究階地的級數、結構、年代、成因、分布的規律在科學上與經濟上都有著十分重要的意義。
『捌』 河流階地
(一)階地的組成
位於一般洪水位以上,古河谷所構成的沿河平台,稱為河流階地。河流階地以沖積,洪積階地最為常見,其他成因的堆積物,包括冰川、冰水和湖相堆積物等,也能組成階地。
由於過去的河流在某些地段的沉積本來就不多,甚至在一些峽谷段內缺失,加以後期河流來回擺動的破壞,所以階地並不總是沿河連續分布的。階地一般多保存在河流的凸岸。在實際工作中,可以根據斷續相連的同期階地進行對比。
階地高出於河床和河漫灘之上,一般的常年性洪水不能淹沒。但是,氣候變化的幅度很大,往往幾十年或百年一遇的特大洪水仍能短暫浸漫最低的階地。如1870年的特大洪水,發源於嘉陵江流域,就漫過了四川和湖北西部沿江的一級階地。又如巫山和宜都紅花套一級階地的新石器時代的文化遺址之上,有後期洪水的堆積層,也表明特大洪水仍能影響低階地。
必須區別階地和水平岩層所形成的構造平台,以及滑坡體、倒石堆等邊坡堆積地貌。構造平台的表面沒有階地堆積物。邊坡堆積地貌僅局限分布於個別地段,其特殊的形態和堆積物也與階地不同。
階地包括階面、階坡、階地前沿、階地後悔鏈沿、階地坡腳幾個組成部分,有時階地還有基座。基座一般由堅硬的基岩構成,也可能是較老的鬆散沉積層(圖4-18)。
階地的高度通常指階地前沿與平水期河水面之間的垂直高差。它可以大略表示地殼上升或河流下切的數值。在理想的情況下,階面應是水平的。但是,由於前沿常受剝蝕而降低,後沿常受邊坡堆積物覆蓋而增高因此,必須仔細分析,用原始階面或蝕余階面的最高點作為上限,以平水期河水面為下限而進行計算。同一級階地的高度可以因後期新構造運動和切割的影響而有所不同。由於階面有從上游向下游的原始傾斜,所以不能簡單使用高度這一單一的指標作為劃分階地時代的標准。高度資料只有結合其他指標進行綜合對比,才能作為時代劃分的根據。階地的寬度指前沿至後沿的水平距離。
階地除了有次生的朝向河谷的橫向傾斜外,還有沿河的縱向傾斜,決定於當時河床的縱比降。但是一般說來,這在短距離內往往是難以觀察出來的。
階地的級數由下向上依次計算。一級階地時代最新,保存最好;愈老的階地愈不完整。有的老階地可以被分割為丘陵狀,甚至被強烈破壞,僅在沿河的少數地點方有殘留(圖4-19)。
圖4-18階地的組成
1—階面;2—階坡;3—階地前緣;4—階地後緣;5—階地坡腳;6—基座;7—河漫灘相;8—河床相
因為階地本來就是原來的河谷的底部,所以階地組成物質一般均具有明顯的二元結構。
大面積階地的河床相礫石層,是良好的地下水含水層,儲量豐富,水質優良,是山區農灌和民用供水的主要水裂遲源。其中尤以生成最新、地形最完整、砂礫層最疏鬆、與河水有直接補給關系的一級階地為最佳。
由於地形平整和引用河水、地下水的方便,山區的城鎮、工廠和交通線一肆前李般都建造在階地,特別是一級階地之上。
圖4-19北碚附近的階地
(二)階地的成因和分類
1.階地的成因階地是河流在谷底范圍內間歇性下切的產物,引起間歇性下切的原因很多。
新構造運動是最常見的成因。地殼上升便能使河流下切,把原有的谷底抬升到一般洪水位之上而形成階地。
長期的氣候變化也能在沿河形成階地。一般說來,如果氣候長期乾旱,河流水量很少,主要以堆積為主。氣候轉為濕潤時,河水增多,侵蝕加強,方能形成階地,這種階地稱氣候階地。在乾冷的冰期,海面下降,河流的下游發生侵蝕也能形成階地,稱為旋迴階地。
此外,某河段的堅硬岩坎被切穿,河流劫奪或決口改道,深切曲流的擺動等,也能形成局部分布的階地。
2.階地分類根據階地的構造和形態特徵,可以劃分為以下的類型:
(1)侵蝕階地由基岩構成,但階地的階梯狀形態與基岩的岩性和地質構造無關,階面是河流側蝕造成的谷底侵蝕面,階坡是河流下切造成的侵蝕階梯。在侵蝕階地的階面上,往往沒有或只有很少的殘余沖積物分布。
(2)基座階地有成層的沖積物覆蓋在基岩基座上,反映在形成階地的過程中,河流下切,已切穿原來河谷的谷底。
(3)沖積階地如果河流下切尚未切穿原來的基岩谷底,此時所形成的階地往往全部由鬆散沖積層構成,稱為沖積階地。根據下切的深度不同,沖積階地又可分為上疊階地和內疊階地,上疊階地的特點是每次下切的深度和河床側移的范圍,都比前期為小,新、老階地從上到下逐次套生;內疊階地的下切深度則較大,和前期相同,都是一直切到基岩面為止,新、老階地從內到外逐次套生(圖4-20)。
埋藏階地是堆積階地的一種特殊類型。原有的階地由於各種原因而被新的沉積物所掩埋,在地形上不再有階梯狀的形態,稱為埋藏階地。埋藏階地的結構可分為兩種:一是早期地殼振盪式上升,形成多級階地,以後地殼下降,把早期形成的階地全部掩埋;另一種是地殼一直下降,新的沖積層堆積在老的平原地面之上,不同時期的沉積逐層疊加。埋藏階地主要發生在新構造運動下沉的地區,如川西平原、江漢平原均有埋藏階地分布。在山區,由於山崩、巨大的滑坡、泥石流、冰川、風、堰塞湖和熔岩流等的作用,也可以形成局部性的埋藏階地。
埋藏階地必須通過鑽孔和物探等方法,才能劃分出不同時期的沉積物。由於不同時期的沉積物的含水性能和工程地質性能都各不相同,在水文地質和工程地質工人中必須慎重研究,不能從上到下都作為一個統一層次來處理(圖4-21)。
圖4-20內疊和上疊階地
圖4-21埋藏階地
(三)階地在新構造運動研究中的意義
階地的成因主要和新構造運動有關。由於新構造運動的性質不同,階地的形態表現也有差異。在大面積上升的地區,河流普遍下切,沿河都可以形成階地。如果不同地段的上升幅度不均等,則同時形成的階地將有不同的高度,上升幅度較大的地區,階地的高度也較大。如果同一時期內,不同地段的新構造運動的方向不一致,則上升地區形成正常級序的階地,下降地區形成埋藏階地。
必須充分認識到,同一時期在不同的地質構造單元上,新構造運動振盪上升的次數可以不同,因此所形成的階地級數也不同,不能簡單地使用階地的級序作遠距離的對比。
山口和山前地帶往往是兩個地質構造單元的交接地帶,反映新構造運動最敏銳,在這里分布的階地一般最齊全。有時,山口地區可以記錄出在別的河段都不能清楚反映的極微弱,極短暫的上升,所以階地的級數可以較其上、下游稍多,在對比階地時應給予慎重的注意。
根據階地的級序不同,可以區別沉積物和地貌發育階段的相對的先後關系,稱為地文期法。有人認為,如川中地區,就可以使用階地對比,劃分為雅安期、廣漢期和資陽期等幾個地文期。在缺乏同位素年齡和古生物資料的情況下,地文期法是劃分地層的相對先後關系和研究新構造運動的行之有效的方法。
在不同的大地構造單元,新構造運動的性質可能有所差異,其升降的次數和幅度都可以不同。因此,所生成的階地的級數和高度也各不相同,一般不能遠距離對比。只有在新構造運動的性質相同的地域內才可以採用階地對比的方法。對比相互的關系時,不僅要注意級序、高程和形態等特徵,還應注意其堆積物的特徵。必要時應該採集標本,作孢粉、化學組成、岩礦組成、粒度組成及其他分析,通過全面仔細的研究,作出審慎的結論。
根據階地的類型,可以了解新構造運動升降的性質;根據階地的級數,可以了解新構造運動間歇上升的次數;根據各級階地之間的高差,可以大略測知不同時期的新構造運動上升的幅度;根據各級階地之間的高差的沿河變化,可以了解不同時期的新構造運動的性質和強度在不同河段的演變。
為此,必須詳細觀察、對比,並精確測量不同河段的階地級數、類型和高差的變化,編制階地剖面圖和沿河各級階地的位相圖進行研究。
編制階地位相圖,首先應在沿河選擇若干個階地發育、級數齊全,在相當長的河段內具有代表性意義的觀察點,實測各個觀察點的階地級數與階面高程,觀察其形態與沉積特徵,確定其時代和成因,作為制圖的根據。由於新構造運動的上升或下降須在較大范圍內才有反映,所以觀察點距一般為幾十公里,不必布置過密。
作圖時,先將各個觀察點的位置投影在橫坐標上,橫坐標的單位為公里。然後將各點的實測各級階地和平水期河面高程,投影到縱坐標上,縱坐標的單位為米。為了能夠清楚表示,一般縱坐標較橫坐標的比例尺為大。
最後通過詳細對比分析,連接各個觀察點的相同時期的階地和河床水面,繪出階地和平水期河床水面起伏曲線即成(圖4-22)。
圖4-22長江三峽階地位相圖
從階地位相圖,可以分析同一時期在不同地段的新構造運動的變化;也可以分析同一地點在不同時期的新構造運動的演變。從圖4-22可知長江三峽地區,奉節—巫山段是新構造運動上升的中心。其中又以最初和最近階段上升最強烈。
『玖』 實習二 河谷形態及河流階地分析
一、實習目的和意義
河谷形態特徵是河流地質作用與構造運動共同作用的結果,反映了河流的發育歷史。通過研究河流的河谷特徵(橫剖面、縱剖面),可以了解河流的發育歷程及動力作用特徵。本次實習通過分析河谷橫剖面和縱剖面,使學生了解河谷橫剖面圖和縱剖面的編制方法和分析方法,並把課堂上學到的理論知識應用到實習中,從而深入認識河谷橫剖面圖和縱剖面圖在地貌及第四紀地質研究中的作用。
二、實習內容和要求
(1)首先了解河谷橫剖面的繪制過程和表示方法。
(2)了解在進行河谷地貌和第四紀地質研究時應注意收集哪些方面的資料。
(3)根據實習指導書提供的河流階地數據,編繪河流階地位相圖,並分析河流發育歷史。
(4)實慣用具:鉛筆、計算器、橡皮、三角尺。
(5)要求學生獨立完成作業。
三、實習步驟和方法
(1)學生在上實習課之前對本次的實習內容進行預習。
(2)仔細聽教師講解河谷地貌研究的內容和資料收集方法。
(3)認真領會教師講解的河流階地位相圖編制方法,學會分析階地位相圖。
四、河谷橫剖面圖、綜合剖面圖、階地位相圖的編制及分析
在河谷區進行野外調查時,除對谷地中第四紀地層剖面、地貌等進行仔細的觀察和測量外,如階地分布、級數、類型、河拔高度、年代以及階地之間的相互關系等,還需要進行一系列圖件的編制,其中河谷橫剖面圖和綜合剖面圖就是重要的圖件,通過在不同河段編制河谷橫剖面圖和綜合剖面圖,可以了解不同河段的地貌特徵和發育歷史,是探討河流發育過程的重要基礎資料。
(一)河谷橫剖面圖的繪制
河谷橫剖面既可以實測,也可以信手繪制。實測剖面圖更為准確,這需根據研究的要求來決定。河谷橫剖面的繪制過程大體可以分以下幾步完成。
1.選定剖面位置
橫剖面位置的選擇應考慮以下幾個方面:①橫剖面的方向盡可能垂直河谷的走向;②要具有代表性,剖面穿過的地方階地的發育要比較齊全,包括級數和類型,能代表某一河段的地貌特徵;③除階地發育外,也盡可能地反映出其他地貌類型,如洪積扇、湖積台地等;④地貌之間的關系要比較清晰,這便於剖面圖的繪制;⑤如果河谷中發育新近紀地層,並在地表或階地的階簡絕大坡上有露頭,剖面線也盡可宏圓能穿過。
剖面位置的選擇雖然考慮的因素較多,但還要根據研究的內容以及實際情況進行綜合考慮而選定。以完成研究任務為目標,選擇合適的剖面位置。
2.測量並繪制剖面基線
在選定了剖面位置之後,就要確定剖面基線的方位。剖面基線就是橫剖面要穿過的方向,通常用羅盤測出剖面基線的方位。在方格紙上標上剖面方位,一般標在方格紙的左上方或右上方,而基線繪在方格紙的下方,兩者平行。為了便於成圖和圖件的美觀,在基線的下方應該空出3 cm。應注意:在確定方位和剖面基線時,實際上已確定了橫剖面的方向,作河谷橫剖面時研究者要面向上游,即完成的河谷橫剖面的河流流向是從圖內指向觀察者,這是一個大家遵循的習慣。
3.確定比例尺
通常情況下,橫剖面圖的水平比例尺和垂直比例尺不同,垂直比例尺大於水平比例尺,兩者都用線段比例尺表示。水平比例尺可根據河谷的寬度來確定,一般情況下,最終成圖的寬度以10~20 cm之間為宜(這較適宜於論文和報告,如果要作大比例尺圖,尺寸可以大些),可根據這個尺寸來考慮比例尺。垂直比例尺可根據最高級階地與河床的高差來確定,不宜把剖面繪制的太高或太低,作圖高度一般在10 cm以內比較適宜。在確定了比例尺之後,在方格紙的左側和右側各畫一條垂線作為攔豎垂直比例尺,並按比例尺等間距地標上海拔高度或河拔高度,如果使用的是河拔高度應把起點(0m)置於與河水面的同一高度上。左、右的垂直線段比例尺所限就是橫剖面圖的寬度。
垂直比例尺與水平比例尺的大小差別不要太大,如果比例尺差別太大,原來可能是一個比較緩的地形,結果顯示的卻是一個很陡的地形,造成地形明顯的失真,這要根據實際情況來確定。
4.繪制地形剖面
為更真實、准確地反映出階地的高度變化,階地的高度需要逐級測量,把測量的數據標在方格紙的相應位置上。需注意的是:首先要標出河床的位置,以河床為最低點再依次向上標出各級階地的高度,河床的位置與剖面基線之間保持2~3 cm的距離,為繪制地貌的岩性符號留出空間,再根據地形變化勾畫地形剖面線。在勾畫地形剖面線時,最好是從低處向高處勾繪,這樣易於控制剖面的高度。
5.投影地貌類型和第四紀地層界線
把地貌類型分界線和第四紀地層的分界線投影到地形剖面線相應的位置上,再根據地貌類型的特徵及其相互關系勾繪地形剖面線下方的地層界線。這一步是繪制河谷橫剖面圖的關鍵,也是難點。地形剖面線以下的地貌界線和第四紀地層界線,以及它們與基岩的界線如何繪制,這必須建立在對研究區的地貌特徵和第四紀地層特徵充分了解的基礎上才能確定,如階地的類型、之間的切割關系、其他成因的第四紀地層分布高度和厚度、其他成因的地貌類型等。
6.完善剖面圖
這是繪制河谷橫剖面圖的最後一步,工作主要包括充填岩性符號,完成圖例,標上地貌類型和第四紀地層的時代,其他需要標注的符號、地名等。這樣就完成了一幅河谷橫剖面圖(圖1-11)。
圖1-11 新疆吐魯番盆地七泉湖咯爾於孜郭勒河河谷橫剖面圖
(據程捷等,2005)
(二)河谷綜合剖面圖的繪制
河谷綜合剖面圖是一幅綜合的地貌和第四紀地質剖面圖,它反映了某個盆地、某段河谷或某地區的總體地貌和第四紀地質概況,地貌類型、相互關系、第四紀地層年代、成因類型、沉積物岩性特徵都要顯示在圖中,因此繪制河谷綜合剖面圖需要在弄清研究區的地貌和第四紀地質的基礎上,通過對多個河谷橫剖面圖進行綜合分析,才能繪制出來。繪制河谷綜合剖面圖大體有以下幾個步驟。
1.地貌和第四紀地質綜合分析
在繪制河谷綜合剖面圖之前,研究和分析研究區的地貌類型、成因、分布、相互關系、年代等,第四紀地層的時代、成因類型、岩性特徵、分布與地貌的關系等。根據地貌和第四紀地層實際的分布情況和相互關系,構思綜合剖面圖的結構,合理地安排各種地貌和第四紀地層在剖面圖上的位置。既要符合實際情況,又要抽象概括。
2.確定比例尺
確定比例尺的原則與河谷橫剖面圖的一樣,可採用不同的水平比例尺和垂直比例尺,有時有垂直比例尺即可,因為在水平(橫向)方向上不是實際的水平距離。垂直比例尺的畫法和位置同河谷橫剖面圖。
3.確定方位和剖面基線
綜合橫剖面圖的方位基本上垂直地貌或第四紀地層的水平延伸方向,在河谷中就是垂直河谷的方向。同樣,剖面中的水流方向也是從圖里指向圖外(繪圖者)。
剖面基線確定的基本原則同河谷橫剖面圖。
4.繪制地形剖面
綜合橫剖面圖的地形剖面線的繪制是一個難點,因為綜合橫剖面並不是在實際地形上切出來的,而是一個綜合的結果,因此地形剖面的繪制需要考慮研究區各種地貌形態、分布及高度特徵,構思出一個地形剖面,但這個地形剖面與實際的地形特徵要相符合。具體的繪制方法是:先確定河床的位置,再根據階地、河漫灘、洪積扇、湖積台地等地貌在河床兩側的分布情況及其出露的海拔高度或河拔高度,按照垂直比例尺標出各種地貌面在剖面圖中的位置,最後根據地貌特徵把這些地貌面依次連接起來就形成了地形剖面。
5.繪制地貌類型界線和第四紀地層界線
根據地貌形態、成因、年代、相互關系等,以及第四紀地層的情況,在地形剖面線下方繪制地貌界線和第四紀地層界線。在剖面上勾繪出來的地貌類型、分布高度、成因、年代等要符合實際情況,不可虛構不存在的地貌、第四紀地層等內容。
6.完善綜合剖面圖
在各種地貌類型、第四紀地層單元中充填岩性符號,完成圖例,標上地貌類型或成因代號和第四紀地層的代號,其他需要標注的符號、地名等。這樣就完成了一幅綜合河谷橫剖面圖。
通過對怒江道街壩河谷第四紀地質及地貌的分析,並在野外工作的基礎上,編制了該河段的綜合河谷橫剖面圖(圖1-12)。
圖1-12 怒江道街壩河谷階地橫剖面圖
(據程捷等,1994)
1—礫石層;2—砂礫石層;3—含礫砂層;4—砂層;5—砂質粘土層;6—發育交錯層理的砂礫層;7—泥質角礫石層;8—透鏡體;9—粘土層;10—前第四紀灰岩;11—斷層
(三)階地位相圖編制
階地位相圖也稱河流階地縱剖面圖,該圖反映了階地河拔高度沿河流流向的變化情況,從另一個側面也反映了被研究河段的河流侵蝕作用與新構造運動的關系。在編制河谷橫剖面時,都測量了各級階地的河拔高度,現將不同位置河谷橫剖面的各級階地沿河流流向依次編制在縱剖面圖上,就形成了階地位相圖。其具體編製作法如下。
(1)根據實際情況,如研究河段長度,確定合適的垂直比例尺和水平比例尺(線段比例尺),並把線段比例尺標繪在方格紙上,通常是垂直比例尺標繪在左側,水平比例尺標繪在上方。
(2)根據河谷橫剖面或測有階地河拔高度位置的實際水平距離,按照水平比例尺將它們投影到方格紙下方,先用鉛筆將各投影點輕輕做上記號,一般是左為上游,右為下游。然後按照垂直比例尺將各點(前面已投影的、用鉛筆做記號的點)的河床標高投影到方格紙上,並做好標記。注意在投影河床標高位置之前,要對所有的投影點的河床標高進行分析,將河床標高的最低點位置確定在方格紙下邊界之上3 cm處,然後再依次投影其他各點。各河床標高點投影完後,從上游到下游再用鉛筆把兩相鄰的點用直線連接起來,這就完成了河床標高的投影。
(3)依據垂直比例尺,將各級階地的標高(河拔或海拔)在各自的橫剖面或測量點位置投影到相應的位置上,再把同級階地的相鄰點用實線或虛線連接起來就完成了階地位相圖的編制。如果階地的標高是河拔,那麼在投影時是以河床為零點。為了避免錯誤的連接,通常是先投影第一級階地,用線段把相鄰的兩點連接起來,完成第一級階地再投影第二級階地,依此類推。
(4)階地的投影和線段的連接完成後,再補充完整階地位相圖的一些要素,如階地代號、地名等(圖1-13)。
圖1-13 洛河階地位相圖
(據朱照宇等,1994)
階地位相圖是分析河谷區新構造運動的重要圖件,它可以反映研究區的新構造運動的時空變化。根據各級階地之間的高差變化或變位,可分析同一地點不同時段或相同時間不同地點的新構造運動特徵,以及斷裂構造的活動情況。
(四)河流發育史分析
根據河谷橫剖面圖分析河流發育歷史應該從以下幾個方面進行。
(1)分析河谷中的地貌類型,如是否有湖積台地、河流階地、洪積台地、終磧堤、側磧堤、沙丘等地貌,如果河谷曾經歷過這些地貌形成的動力作用,則總結各種地貌在空間上的分布規律。
(2)分析地貌或沉積物的時代,並歸納各個時代的地貌類型和沉積物成因類型,並分析各個時代的地貌差異,總結地貌在時間上的演化序列。
(3)分析各種地貌的相互關系,如切割關系、過渡關系、掩埋關系等,不同的地貌的相互關系反映了地貌發育過程中的新構造運動特徵。
(4)最後總結地貌發育過程的時空變化。
五、實習作業
(1)分析河谷橫剖面圖及地貌發展歷史:圖1-14 為某地河谷橫剖面圖,根據該橫剖面的地貌和第四紀地質特徵試分析該河谷區地貌類型、發育歷史、第四紀地層發育特徵,討論Qp1-1l河谷特徵並分析其成因,確定溶洞堆積物的相對年代以及當時的新構造運動特徵。
圖1-14 河谷橫剖面圖
1—砂礫石層;2—含泥質、砂的角礫石層;3—砂層;4—含泥質的角礫石層;5—砂質粘土層;6—粘土層;
7—黃土;8—紅色粘土風化殼
(2)編制階地位相圖及其分析:下表為某地區一河段的階地測量數據(表1-13),根據已知的數據編制該地區的河流階地位相圖,並分析研究區的新構造運動特徵。
表1-13 某地河谷階地測量數據
續表
階地位相圖